DE10161918C2 - Method for operating a level sensor and level sensor - Google Patents

Method for operating a level sensor and level sensor

Info

Publication number
DE10161918C2
DE10161918C2 DE2001161918 DE10161918A DE10161918C2 DE 10161918 C2 DE10161918 C2 DE 10161918C2 DE 2001161918 DE2001161918 DE 2001161918 DE 10161918 A DE10161918 A DE 10161918A DE 10161918 C2 DE10161918 C2 DE 10161918C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrodes
carrier substrate
pair
individual
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2001161918
Other languages
German (de)
Other versions
DE10161918A1 (en
Inventor
Timo Dietz
Johannes Artzner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE2001161918 priority Critical patent/DE10161918C2/en
Publication of DE10161918A1 publication Critical patent/DE10161918A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10161918C2 publication Critical patent/DE10161918C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/266Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors measuring circuits therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/268Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

Technisches GebietTechnical field

Zur Ermittlung des Füllstandes von Fluiden in Behältern kommen heute Füllstandssenso­ ren zum Einsatz, die Signale an Anzeigeeinheiten übermitteln, welche dem detektierten Fluidstand entsprechen. Der Füllstandssensor kann z. B. als eine Struktur aus zwei kamm­ artig ineinandergreifenden Elektroden ausgebildet sein, wobei als Messgröße die Kapazität zwischen den beiden Elektroden dient. Je nach Überdeckungsgrad der beiden Elektroden durch das Fluid, stellt sich eine Kapazität ein, welche bei bekannter Dielektrizitätskon­ stante des Fluides zur Ermittlung des Füllstandes des Fluids im Behälter herangezogen werden kann.Level sensors today are used to determine the level of fluids in containers ren used, which transmit signals to display units, which the detected Fluid level. The level sensor can e.g. B. as a structure of two comb interdigitated electrodes can be formed, the capacity being the measured variable between the two electrodes. Depending on the degree of coverage of the two electrodes through the fluid, a capacity is established, which with known dielectric con constant of the fluid used to determine the level of the fluid in the container can be.

Stand der TechnikState of the art

Die Ermittlung von Füllstandshöhen mit einem kapazitiven Sensor beruht auf der Ermitt­ lung der Kapazität zwischen Elektroden. Eine Erhöhung der Aussagefähigkeit des erhalte­ nen Messsignales lässt sich dadurch erreichen, dass beidseits eines Trägers die gleichen Elektrodenstrukturen aufgebracht werden, und einander gegenüberliegende Elektroden kurzgeschlossen werden. Mit der gegengleichen Anordnung von Elektroden an einem ge­ meinsamen Trägersubstrat ist jedoch der Nachteil verbunden, dass parasitäre Kapazitäten auftreten, die die Messung der Kapazitäten der beiden dem Träger zugeordneten Elektro­ den verfälschen können. Die elektrischen Feldlinien verlaufen zu nahezu gleichen Teilen durch das Medium und den Träger. Die auftretenden parasitären Kapazitäten sind zudem nicht konstant, sondern ändern sich im Laufe der Zeit, d. h. sind abhängig von der Alterung des Füllstandssensors. Ferner sind die auftretenden parasitären Kapazitäten abhängig von der Temperatur und verschieben sich mit dieser. In diesem Zusammenhang wird auch der Ausdruck Temperaturdrift verwendet. The determination of fill level with a capacitive sensor is based on the determiner capacitance between electrodes. An increase in the meaningfulness of the received A measurement signal can be achieved by having the same on both sides of a carrier Electrode structures are applied, and opposing electrodes be short-circuited. With the opposite arrangement of electrodes on a ge However, the common carrier substrate is associated with the disadvantage that parasitic capacitances occur, the measurement of the capacities of the two electrical associated with the carrier that can falsify. The electric field lines run in almost equal parts through the medium and the medium. The parasitic capacitances that occur are also not constant, but change over time, i.e. H. are dependent on aging of the level sensor. Furthermore, the parasitic capacitances that occur are dependent on the temperature and shift with this. In this context, the Expression used temperature drift.  

Ferner können bei Füllstandssensoren, die nach dem Prinzip der Kapazitätsmessung arbei­ ten, große Messfehler auftreten, wenn innerhalb des Behälters Beschlagbildung durch Wasser auftritt oder eine Vereisung des Füllstandssensors oberhalb des Füllstandes nicht völlig ausgeschlossen werden kann. Die Dielektrizitätskonstante von Wasser ist gegenüber derjenigen von Öl etwa 16-fach erhöht. Bei der Messung mittels des kapazitiv arbeitenden Füllstandssensors wird jedoch von der bekannten Dielektrizitätskonstante des Fluides aus­ gegangen, dessen Füllstand es zu ermitteln gilt. Es leuchtet ein, dass eine Beschlagbildung durch Wasser bzw. die Bildung von Vereisung am Füllstandssensor, die von diesem er­ mittelten Messwerte bis zur Unbrauchbarkeit hin verfälscht. Wird ein nach dem Kapazi­ tätsprinzip arbeitender Füllstandssensor an einer Verbrennungskraftmaschine zur Ermitt­ lung des Ölstandes in der Ölwanne eingesetzt, kann bei den bisherigen kapazitiven Füll­ standssensoren ein z. B. von einer defekten Zylinderkopfdichtung herrührender Was­ sereintritt in die Ölwanne, der sich durch Beschlagbildung am Füllstandssensor auswirkt, nicht zweifelsfrei erkannt werden.Furthermore, with level sensors that work according to the principle of capacitance measurement Large measurement errors occur when condensation forms inside the container Water does not appear or the level sensor does not freeze above the level can be completely excluded. The dielectric constant of water is opposite that of oil increased about 16 times. When measuring using the capacitive Level sensor, however, is based on the known dielectric constant of the fluid gone, whose level needs to be determined. It is obvious that fogging through water or the formation of icing on the level sensor, which he averaged measured values falsified until unusable. If one after the capaci principle working level sensor on an internal combustion engine for determination oil level in the oil pan can be used with the previous capacitive filling level sensors z. B. from a defective cylinder head gasket entering the oil pan, which affects the level sensor due to fogging, cannot be recognized without a doubt.

DE 40 25 400 C1 hat ein Verfahren und Sondenanordnung für die DK-kompensierte kapa­ zitive Füllstandsmessung zum Gegenstand. Die Sondenanordnung besteht aus einer Füll­ standsmesssonde und einer Kompensationssonde. Die Füllstandsmesssonde und Kompen­ sationssonde erstrecken sich dabei über die gesamte Füllguthöhe. Zur Füllstandsmessung werden die absoluten Messkapazitäten der Füllstandsmesssonde und Kompensationssonde, welche mit einem füllstandshöhenunabhängigen Korrekturwert, der allein vom Dielektri­ kumswert des Füllguts abhängt, verwendet. Dabei sind die Sonden so ausgebildet, dass die füllstandshöhenabhängigen Kapazitätswerte behälterneutral gemessen werden.DE 40 25 400 C1 has a method and probe arrangement for the DK-compensated kapa zitive level measurement to the object. The probe arrangement consists of a filling level measuring probe and a compensation probe. The level measuring probe and compen sation probe extend over the entire product height. For level measurement the absolute measuring capacities of the level measuring probe and compensation probe, which with a level-independent correction value, which is based solely on the dielectric depends on the total value of the product used. The probes are designed so that the level-dependent capacity values can be measured in a container-neutral manner.

DE 40 37 927 A1 beschreibt eine Einrichtung zur stufenweisen Füllstandsmessung, bei der Kondensatoren entlang einer Füllstrecke angeordnet sind. Die Kapazitäten der Kondensato­ ren sind durch ein von einem Füllgut gebildetes Dielektrikum beeinflussbar. Die Konden­ satoren weisen bei gleichem Dielektrikum eine annähernd gleiche Kapazität auf und sind in mindestens zwei Gruppen angeordnet, wobei die Kondensatoren einer Gruppe in Füllstrec­ kenrichtung alternierend in Parallelschaltung zwei Untergruppen zugeordnet sind. Für jede Gruppe gibt eine Vergleichseinheit in Abhängigkeit von der Differenz der resultierenden Kapazitäten ihrer Untergruppen ein digitales Ausgangssignal ab.DE 40 37 927 A1 describes a device for stepwise level measurement, in which Capacitors are arranged along a filling section. The capacities of the condenser Ren can be influenced by a dielectric formed by a medium. The condens with the same dielectric, capacitors have approximately the same capacitance and are in arranged at least two groups, the capacitors of a group in Füllstrec ken direction alternately in parallel are assigned to two sub-groups. For every Group gives a comparison unit depending on the difference of the resulting Capacities of their subgroups a digital output signal.

In der DE-OS 22 21 741 wird eine Vorrichtung zur kapazitiven Messung der örtlichen La­ ge von Trennschichten zwischen zwei aneinander grenzenden Medien beschrieben. Hierzu werden mehrere Kondensatoren in einem Abstand angeordnet und die Kapazitätsänderung der Kondensatoren wird durch die zwischen den Elektroden der Kondensatoren eintreten­ den Medien bestimmt. Die jeweils zwei gleich aufgebauten in Abstand aufeinanderfolgen­ den Kondensatoren weisen an einen gemeinsamen Anschluss geführte Elektroden und gal­ vanisch getrennte Gegenelektroden auf. Der gemeinsame Anschluss ist an einem Impuls­ generator angeschlossen, wobei die galvanisch getrennten Gegenelektroden an die Eingän­ ge eines Differenzverstärkers angeschlossen werden.In DE-OS 22 21 741 a device for capacitive measurement of the local La described by separating layers between two adjacent media. For this several capacitors are arranged at a distance and the change in capacitance  the capacitors will enter through between the electrodes of the capacitors determined the media. The two identical structures follow each other at a distance the capacitors have electrodes and gal connected to a common connection vanically separated counter electrodes. The common connection is on an impulse generator connected, with the galvanically isolated counter electrodes connected to the inputs be connected to a differential amplifier.

Die Offenlegungsschrift DE 197 13 267 A1 hat ein Verfahren zur Bestimmung der Dielek­ trizitätskonstante und/oder der Leitfähigkeit mindestens eines Mediums sowie eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand. Das Verfahren eignet sich zur Ortsbestimmung einer sich in vertikale Richtung verschiebenden Grenzschicht zwischen zwei schichtförmig übereinander liegenden Medien unterschiedlicher Dielektrizitätskon­ stante und/oder Leitfähigkeit und kann auch unter stark erschwerten äußeren Bedingungen wie zum Beispiel erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur eine sichere und störungsfreie digitale oder analoge Anzeige ermöglichen. Gemäß diesem Verfahren wird die komplexe Impedanz mindestens einer der auf einer Sonde angeordneten Elektroden und einer Ge­ genelektrode und/oder die Leitfähigkeit zwischen mindestens einer auf der Sonde angeord­ neten Elektrode und einer Gegenelektrode gemessen.The published patent application DE 197 13 267 A1 has a method for determining the Dielek Tricity constant and / or the conductivity of at least one medium and a pre direction to carry out the procedure on the subject. The method is suitable for Determination of the location of a boundary layer between two media of different dielectric con constant and / or conductivity and can even under very difficult external conditions such as increased pressure and elevated temperature a safe and trouble-free enable digital or analog display. According to this procedure, the complex Impedance of at least one of the electrodes arranged on a probe and a Ge gene electrode and / or the conductivity between at least one arranged on the probe Neten electrode and a counter electrode measured.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird eine Kompensation auftretender parasitärer Kapazitäten über Alterung und Temperatur erreicht. Ferner lässt sich ein auf­ tretendes Beschlagen durch Niederschlag bzw. eine Vereisung eines Teilbereiches des Füllstandssensors definitiv erkennen. Durch die ständige Überwachung und Ermittlung parasitärer Kapazitäten, wie z. B. die des Trägersubstrates, an denen der Flüssigkeit zuge­ wandten Seite Elektroden einzeln oder paarweise verschaltet aufgenommen werden, lässt sich eine Kapazitätsvariation aufgrund von Temperatur, in das Trägersubstrat eingedrunge­ ner Flüssigkeit sowie eine Änderung der Kapazität aufgrund der Lebensdauer erfassen. Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren kann, ohne nennenswerten Mehrauf­ wand zu schaffen, ein Kriterium bereitgestellt werden, welches auch eine eindeutige Aus­ sage über den Fehlerfall Beschlag/Vereisung des Füllstandssensors zulässt.With the solution proposed according to the invention, compensation occurs parasitic capacities reached over aging and temperature. Furthermore, one can fogging due to precipitation or icing of a section of the Definitely recognize the level sensor. Through constant monitoring and investigation parasitic capacitances such. B. that of the carrier substrate to which the liquid supplied electrodes on the opposite side can be added individually or in pairs a capacitance variation due to temperature penetrated into the carrier substrate ner liquid and a change in capacity due to the life span. With the method proposed according to the invention can without significant additional wall to create a criterion, which is also a clear choice the fogging / icing of the level sensor.

Die an den Seiten eines Trägersubstrates aufgenommenen Elektroden können z. B. als Elektrodenpaare ausgebildet sein, deren kammartig ausgebildeten Einzelelektroden inein­ andergreifend ausgebildet sind. Durch Kurzschließen der Einzelelektroden der Elektroden­ paare kann auf jeder Seite des Trägersubstrates eine Einzelelektrode gebildet werden, aus deren Kapazitätsmessungen die Kapazität des zwischen diesen liegenden Trägersubstrates bestimmt werden kann. Da die Geometrie des Trägersubstrates in der Regel bekannt ist, kann indessen die Elektrizitätskonstante ermittelt werden, bzw. der Einfluss sich ausbil­ dender zu erwartender parasitärer Kapazitäten. The electrodes picked up on the sides of a carrier substrate can e.g. B. as Electrode pairs can be formed, the comb-shaped individual electrodes of one another are otherwise trained. By short-circuiting the individual electrodes of the electrodes pairs, a single electrode can be formed on each side of the carrier substrate  whose capacitance measurements the capacitance of the carrier substrate lying between them can be determined. Since the geometry of the carrier substrate is generally known, However, the electricity constant can be determined or the influence can develop the expected parasitic capacities.  

Die Elektroden - seien es Einzelelektroden oder Elektrodenpaare - an den Seiten des Trä­ gersubstrates, können sowohl pro Seite in gleicher Höhe als auch pro Seite in unterschied­ licher Höhe ausgebildet sein, d. h. sich in unterschiedlicher Länge über die Seiten des Trä­ gersubstrates erstreckend angeordnet sein.The electrodes - be they single electrodes or pairs of electrodes - on the sides of the Trä gersubstrates, can differ both per side in the same amount and per side in Licher height be formed, d. H. in different lengths over the sides of the Trä gersubstrates be arranged extending.

Bei Ausbildung der Elektroden in identischer Bauhöhe lässt sich eine Verbesserung der absoluten Messgenauigkeit erzielen, wobei in diesem Falle ein Signal hinsichtlich eines aufgetretenen Beschlagens bzw. hinsichtlich einer aufgetretenen Vereisung unterbleibt.If the electrodes are of identical height, an improvement in the achieve absolute measurement accuracy, in which case a signal with respect to a fogging or icing has occurred.

Werden die Elektroden oder Elektrodenpaare an beiden Seiten des Trägersubstrats hinge­ gen in unterschiedlicher Bauhöhe ausgebildet, tritt, resultierend aus der Höhendifferenz der Elektroden, ein Streufeld auf. Nach Ermittlung der Gesamtkapazitäten auf jeder Seite des Trägersubstrates einzeln und anschließender Differenzbildung zwischen den Gesamtkapa­ zitäten, ist die dem Höhenunterschied zwischen den Elektroden bzw. Elektrodenpaaren zuzuordnende Zusatzkapazität bekannt. Aus der bekannten Geometrie der Zusatzkapazität lässt sich eine maximale Kapazität in Luft oder in dem Medium, dessen Füllstandshöhe zu ermitteln ist, gewinnen.Will the electrodes or electrode pairs hang on both sides of the carrier substrate trained in different heights, resulting from the height difference of the Electrodes, a stray field. After determining the total capacities on each side of the Carrier substrates individually and subsequent difference formation between the total Kapa is the height difference between the electrodes or pairs of electrodes allocable additional capacity known. From the known geometry of the additional capacity can be a maximum capacity in air or in the medium, its level determine is win.

Tritt an einem solcher Art beschaffenen Füllstandssensor eine Beschlagsbildung oder eine Vereisung auf, tritt eine sehr hohe Zusatzkapazität auf, welche eine Plausibilitätsüberwa­ chung des Messsignales des Füllstandssensors erlaubt, da die in Luft bzw. im Medium, dessen Füllstand zu messen ist, maximal auftretende Zusatzkapazität bekannt ist und für einen Vergleich zur Verfügung steht.If the level sensor procured in this way occurs fogging or Icing occurs, a very high additional capacity occurs, which a plausibility monitor measurement signal of the level sensor is allowed because the air or in the medium, whose level is to be measured, the maximum additional capacity occurring is known and for a comparison is available.

Während des Normalbetriebes sind einander gegenüberliegende Elektroden am Trägersub­ strat kurzgeschlossen. Eine Umschaltung zwischen seitenweisem Kurzschließen der Elek­ trode bzw. dem Kurzschließen einander gegenüberliegender Elektroden, wie oben erwähnt, kann sehr einfach über eine Auswerteschaltung vorgenommen werden, die z. B. bei An­ wendungen in Kraftfahrzeugen ohnehin am Zentralsteuergerät bzw. ASIC einer Verbren­ nungskraftmaschine bereits vorhanden ist.During normal operation, electrodes are located opposite one another on the carrier sub strat shorted. Switching between short-circuiting the elec trode or the short-circuiting of opposing electrodes, as mentioned above, can be made very easily via an evaluation circuit, which, for. B. at An applications in motor vehicles anyway on the central control unit or ASIC of a burn engine already exists.

Zeichnungdrawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detaillierter beschrieben. The invention is described in more detail below with reference to the drawing.  

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Füllstandssensor-Struktur in perspektivischer Ansicht und Fig. 1 is a level sensor structure in perspective view

Fig. 2 den Füllstandssensor mit in die Zeichenebene geklappt dargestellten Paaren kammartig ineinandergreifender Einzelelektroden unterschiedlicher Länge. Fig. 2 the level sensor with folded into the plane of the drawing shown pairs of comb-like intermeshing individual electrodes of different lengths.

Ausführungsvariantenvariants

Der Darstellung gemäß Fig. 1 ist eine Füllstandssensor-Struktur in perspektivisch gehal­ tener Seitenansicht zu entnehmen. Das Trägersubstrat 1 eines kapazitiv arbeitenden Füll­ standssensors weist eine erste Seitenfläche 2 sowie eine zweite Seitenfläche 3 auf. Die Längskante des Trägersubstrates ist durch Bezugszeichen 4 identifiziert; die Oberkante des Trägersubstrates 1 durch das Bezugszeichen 5 gekennzeichnet. Die der Oberkante 5 gegen­ überliegende Unterkante ist mit Bezugszeichen 6 bezeichnet. Der perspektivischen Ansicht der ersten Seitenfläche 2 des Trägersubstrates 1 ist ein erstes Elektrodenpaar 7 zu entneh­ men. Das erste Elektrodenpaar 7 umfasst zwei kammartig ineinandergreifende Einzelelek­ troden 8 bzw. 9. Die Einzelelektroden 8 bzw. 9 weisen Anschlüsse 10 bzw. 11 auf, mit welchen die erste Einzelelektrode 8 bzw. die zweite Einzelelektrode 9 des ersten Elektro­ denpaares 7 mit einer Auswerteschaltung (vergleiche Darstellung gemäß Fig. 2 Auswer­ teschaltung 28) verbunden sind.The illustration of FIG. 1 is given a level sensor structure in perspective view supported tener side view. The carrier substrate 1 of a capacitive level sensor has a first side surface 2 and a second side surface 3 . The longitudinal edge of the carrier substrate is identified by reference number 4 ; the upper edge of the carrier substrate 1 is identified by the reference symbol 5 . The lower edge opposite the upper edge 5 is designated by reference number 6 . The perspective view of the first side surface 2 of the carrier substrate 1 shows a first pair of electrodes 7 . The first pair of electrodes 7 comprises two intermeshing individual electrodes 8 and 9 . The individual electrodes 8 and 9 have connections 10 and 11 , respectively, with which the first individual electrode 8 and the second individual electrode 9 of the first pair of electrodes 7 are connected to an evaluation circuit (see illustration according to FIG. 2, evaluation circuit 28 ).

Die erste Einzelelektrode 8 sowie die zweite Einzelelektrode 9 umfassen jeweils sich in Längsrichtung des Trägersubstrates 1, d. h. parallel zur Längskante 4 verlaufende Längs­ leiter 15, von denen in regelmäßigen Abständen kammartig konfigurierte Zinken 12 bzw. 13 abzweigen. Der Abstand der Zinken 12 der ersten Einzelelektrode 8 bzw. der Zinken 13 der zweiten Einzelelektrode 9 ist dabei so bemessen, dass sich in vertikaler Richtung iden­ tische Abstände zwischen den einzelnen Zinken 12 bzw. 13, der ersten Einzelelektrode 8 sowie der zweiten Einzelelektrode 9 an der ersten Seitenfläche 2 des Trägersubstrates 1 einstellen. Das Trägersubstrat kann die in Fig. 1 dargestellte quaderförmige Konfigurati­ on haben, daneben sind durchaus auch andere Geometrien des Trägersubstrates 1 denkbar. Das Trägersubstrat wird aus Materialien wie z. B. Keramik oder Kunststoff gefertigt.The first individual electrode 8 and the second individual electrode 9 each comprise in the longitudinal direction of the carrier substrate 1 , ie parallel to the longitudinal edge 4 extending longitudinal conductor 15 , from which comb-configured tines 12 and 13 branch off at regular intervals. The distance between the prongs 12 of the first individual electrode 8 and the prongs 13 of the second individual electrode 9 is dimensioned such that identical distances between the individual prongs 12 and 13 , the first individual electrode 8 and the second individual electrode 9 occur in the vertical direction the first side surface 2 of the carrier substrate 1 . The carrier substrate can have the cuboid configuration shown in FIG. 1, and other geometries of the carrier substrate 1 are also conceivable. The carrier substrate is made of materials such. B. ceramic or plastic.

An der zweiten Seitenfläche 3 des Trägersubstrates 1, die aus der perspektivischen Ansicht gemäß der Darstellung in Fig. 1 nicht hervorgeht, ist ein weiteres Elektrodenpaar aufge­ nommen, welches sich in identischer Struktur an der zweiten Seitenfläche eines Trägersub­ strates 1 und in identischer Position zum ersten Elektrodenpaar 7, die Einzelelektroden 8 und 9 umfassend, an der ersten Seitenfläche 2 des Trägersubstrates 1 erstreckt. On the second side surface 3 of the carrier substrate 1 , which does not appear from the perspective view as shown in FIG. 1, a further pair of electrodes is taken up, which strates in an identical structure to the second side surface of a carrier substrate 1 and in an identical position to the first Electrode pair 7 , comprising individual electrodes 8 and 9 , extends on the first side surface 2 of the carrier substrate 1 .

Fig. 2 zeigt den Füllstandssensor mit in die Zeichenebene geklappt dargestellten Paaren kammartig ineinandergreifender Elektroden unterschiedlicher Länge. Fig. 2 shows the level sensor with folded into the plane of the drawing shown pairs of comb-like intermeshing electrodes of different length.

Der Darstellung gemäß Fig. 2 sind das erste Elektrodenpaar 7 und ein weiteres, d. h. das zweite Elektrodenpaar 18 der ersten Seitenflächen 2 sowie der zweiten Seitenfläche 3 des Trägersubstrates 1 entnehmbar, wobei das erste Elektrodenpaar 7 sowie das zweite Elek­ trodenpaar 18 in die Zeichenebene geklappt dargestellt sind. Das erste Elektrodenpaar 7, die erste Einzelelektrode 8 sowie die zweite Einzelelektrode 9 umfassend, ist in einer er­ sten Bauhöhe 23 ausgebildet. Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 geht hervor, dass der Anschluss 10 der ersten Einzelelektrode 8 sowie der Anschluss 11 der zweiten Einzelelek­ trode 9 über Leitungen mit der Eingangsseite einer Auswerteschaltung 28 in Verbindung stehen. Auch der Anschluss 21 einer dritten Einzelelektrode 19 und ein Anschluss 22 einer weiteren, vierten Einzelelektrode 20 stehen über Verbindungsleitungen mit der Eingangs­ seite einer hier nur schematisch wiedergegebenen Auswerteschaltung 28 in Verbindung. Die in Fig. 2 blockschaltbildartig wiedergegebene Auswerteschaltung 28 kann an einer die Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges z. B. steuernde Zentralelektronik aufgenommen sein und stellt im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kein se­ parates Bauteil dar. Über die Auswerteschaltung 28 können, wie in Fig. 2 angedeutet, die einzelnen Anschlüsse 10, 11, 21, 22 der Einzelelektroden 8, 9, 19 bzw. 20 des ersten Elek­ trodenpaares 7 bzw. des weiteren, d. h. des zweiten Elektrodenpaares 18 in unterschiedli­ chen Beschaltungsvarianten kurzgeschlossen werden.The representation according to Fig. 2, the first pair of electrodes 7 and another, the second electrode pair that is, 18 of the first side surface 2 and the second side surface 3 of the carrier substrate 1 can be removed, said first pair of electrodes 7 and the second Elek folded into the drawing plane trodenpaar 18 shown are. The first pair of electrodes 7 , the first single electrode 8 and the second single electrode 9 comprising, is formed in a he most height 23 . From the illustration according to Fig. 2 reveals that the terminal 10 of the first individual electrode 8 and the terminal 11 of the second Einzelelek trode 9 are connected via lines to the input side of an evaluation circuit 28th The connection 21 of a third individual electrode 19 and a connection 22 of a further, fourth individual electrode 20 are also connected via connecting lines to the input side of an evaluation circuit 28 which is only shown schematically here. The evaluation circuit 28 shown in block diagram form in FIG. 2 can be connected to the internal combustion engine of a motor vehicle, for. B. controlling central electronics and is not a separate component in connection with the present invention. Via the evaluation circuit 28 , as indicated in FIG. 2, the individual connections 10 , 11 , 21 , 22 of the individual electrodes 8 , 9 , 19th or 20 of the first pair of electrodes 7 or further, ie the second pair of electrodes 18 , are short-circuited in various circuit configurations.

Das in Fig. 2 in die Zeichenebene geklappte weitere, d. h. zweite Elektrodenpaar 18, um­ fasst eine dritte Einzelelektrode 19 sowie eine weitere, d. h. vierte Einzelelektrode 20. Die beiden Einzelelektroden 19 bzw. 20 des zweiten Elektrodenpaares 18 greifen kammartig ineinander und umfassen jeweils mit einem Anschluss 21 bzw. mit einem weiteren An­ schluss 22 versehene Längsleiter 15, von denen die im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erwähnten Zinken 12 bzw. 13 in horizontale Richtung abzweigen. Zwischen den Zinken 12 bzw. 13 der Einzelelektroden 19 bzw. 20 ist ein gleichbleibender Höhenabstand 16 ausge­ bildet. Die dritte Einzelelektrode 19 und die weitere, d. h. vierte Einzelelektrode 20, welche das weitere, d. h. zweiten Elektrodenpaar 18 am Trägersubstrat 1 ausmachen, sind in einer zweiten Bauhöhe 24 ausgeführt, welche die erste Bauhöhe 23 des ersten Elektrodenpaares 7 gemäß der Darstellung in Fig. 2 übersteigt.The further, ie second electrode pair 18 folded into the plane of the drawing in FIG. 2 comprises a third individual electrode 19 and a further, ie fourth individual electrode 20 . The two individual electrodes 19 and 20 of the second pair of electrodes 18 intermesh like a comb and each comprise a longitudinal conductor 15 provided with a connection 21 or with a further connection 22 , of which the prongs 12 and 13 already mentioned in connection with FIG. 1 branch horizontally. Between the prongs 12 and 13 of the individual electrodes 19 and 20 , a constant height distance 16 is formed. The third individual electrode 19 and the further, ie fourth individual electrode 20 , which make up the further, ie second pair of electrodes 18 on the carrier substrate 1 , are embodied in a second overall height 24 which corresponds to the first overall height 23 of the first pair of electrodes 7 as shown in FIG. 2 exceeds.

Werden die Einzelelektroden 8 bzw. 9 des ersten Elektrodenpaares 7 und die Einzelelek­ troden, d. h. die dritte Einzelelektrode 19 und die weitere, d. h. vierte Einzelelektrode 20 des zweiten Elektrodenpaares 18 in gleicher Bauhöhe 23 bzw. 24 ausgeführt, ergibt sich am Trägersubstrat 1 kein Streufeldbereich 26, wie in Zusammenhang mit Fig. 2 darge­ stellt.If the individual electrodes 8 or 9 of the first pair of electrodes 7 and the individual electrodes, ie the third individual electrode 19 and the further, ie fourth individual electrode 20 of the second pair of electrodes 18 are of the same overall height 23 or 24 , there is no stray field region 26 on the carrier substrate 1 , as in connection with Fig. 2 Darge.

Bei Ausbildung des ersten Elektrodenpaares 7 bzw. des zweiten Elektrodenpaares 18 in unterschiedlichen Bauhöhen 23 bzw. 24 ergibt sich jedoch der in Fig. 2 dargestellte Streu­ feldbereich 26. Die Bauhöhendifferenz 25 zwischen dem ersten Elektrodenpaar 7 und dem zweiten Elektrodenpaar 18 ist bekannt.When forming the first pair of electrodes 7 and the second pair of electrodes 18 in different heights 23 and 24 , however, the stray field region 26 shown in FIG. 2 results. The overall height difference 25 between the first pair of electrodes 7 and the second pair of electrodes 18 is known.

Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren erfolgt mittels der Auswerteschaltung 28 zunächst ein Kurzschließen der ersten Einzelelektrode 8 und der zweiten Einzelelektrode 9 des er­ sten Elektrodenpaares 7 auf der ersten Seitenfläche 2 des Trägersubstrates 1. Ferner erfolgt ein Kurzschließen der dritte Einzelelektrode 19 und der weiteren, d. h. der vierten Einzele­ lektrode 20 des zweiten Elektrodenpaares 18. Durch das Kurzschließen der auf der ersten Seitenfläche 2 bzw. auf der zweiten Seitenfläche 3 angeordneten Einzelelektroden entsteht je Seite eine Einzelelektrode. Eine anschließende Kapazitätsmessung zwischen der ersten Seitenfläche 2 und der zweiten Seitenfläche 3 des Trägersubstrates 1 ergibt die Kapazität des Trägersubstrates 1. Da die Geometrie des Trägersubstrates 1 bekannt ist, kann dessen Dielektrizitätskonstante ermittelt werden, bzw. eine parasitäre Kapazität ermittelt werden. Diese kann bei einer Messung herausgerechnet werden, d. h. verfälscht die Messergebnisse der Elektrodenpaare 7 bzw. 18 an der ersten Seitenfläche 2 bzw. der zweiten Seitenfläche 3 nicht. Der sich ergebende Streufeldbereich 26 - im Beispiel gemäß Fig. 2 im oberen Be­ reich der ersten Seitenfläche 2 des Trägersubstrates 1 - wird im Vergleich zur Gesamtka­ pazität als vernachlässigbar angenommen, bzw. ist bekannt, wenn kein Beschlag/Vereisung vorliegt.According to the proposed method, the evaluation circuit 28 first short-circuits the first individual electrode 8 and the second individual electrode 9 of the most electrode pair 7 on the first side surface 2 of the carrier substrate 1 . Furthermore, the third individual electrode 19 and the further, ie the fourth individual electrode 20 of the second pair of electrodes 18 are short-circuited. Short-circuiting the individual electrodes arranged on the first side surface 2 or on the second side surface 3 results in an individual electrode on each side. A subsequent capacitance measurement between the first side surface 2 and the second side surface 3 of the carrier substrate 1 results in the capacitance of the carrier substrate 1 . Since the geometry of the carrier substrate 1 is known, its dielectric constant can be determined, or a parasitic capacitance can be determined. This can be calculated out during a measurement, ie it does not falsify the measurement results of the electrode pairs 7 or 18 on the first side surface 2 or the second side surface 3 . The resulting stray field region 26 - in the example according to FIG. 2 in the upper region of the first side face 2 of the carrier substrate 1 - is assumed to be negligible in comparison to the total capacitance, or is known if there is no fogging / icing.

Das Kurzschließen der Einzelelektroden 8 bzw. 9 an der ersten Seitenfläche 2 des Träger­ substrates 1 mittels der Auswerteschaltung 28 ist durch die gestrichelte Linie 30 angedeu­ tet; Analoges gilt für die gestrichelte Linie 30 zwischen den Verbindungsleitungen, welche an den Anschlüssen 21, 22 der Längsleiter 15 der dritten Einzelelektrode 19 bzw. der wei­ teren, d. h. vierten Einzelelektrode 20 des zweiten Elektrodenpaares 18 angedeutet ist.The short-circuiting of the individual electrodes 8 and 9 on the first side surface 2 of the carrier substrate 1 by means of the evaluation circuit 28 is indicated by the broken line 30 ; The same applies to the dashed line 30 between the connecting lines, which is indicated at the connections 21 , 22 of the longitudinal conductor 15 of the third individual electrode 19 or the further, ie fourth individual electrode 20 of the second pair of electrodes 18 .

Nach dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird durch Umschaltung der Auswerteeinrichtung 28 in einem nächsten Schritt die Kapazität zwischen den Einzelelek­ troden 8, 9 des ersten Elektronenpaares 7 und in einem weiteren Verfahrensschritt gemäß des vorgeschlagenen Verfahrens mittels der Auswerteschaltung 28 nunmehr die Kapazität zwischen der dritten Einzelelektrode 19 und der vierten Einzelelektrode 20 des zweiten Elektrodenpaares 18 gemessen. Demnach wird in diesem Verfahrensschritt die Gesamtka­ pazität jeder Seite des Trägersubstrates 1, d. h. an der ersten Seitenfläche 2 sowie der zweiten Seitenfläche 3 bestimmt. Aus einer Differenzbildung der ermittelten Gesamtkapa­ zität an der ersten Seitenfläche 2 sowie der zweiten Seitenfläche 3 resultiert eine Zusatzka­ pazität. Die Zusatzkapazität lässt sich aus dem Höhenunterschied 25 hinsichtlich der Bau­ höhen 23 bzw. 24 der Einzelelektroden des ersten Elektrodenpaares 7 bzw. des zweiten Elektrodenpaares 18 ermitteln. Die der Höhendifferenz entsprechende Zusatzkapazität ist diejenige, die einer maximalen Kapazität in Luft oder in dem Medium entspricht, dessen Füllstand mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen kapazitiven Füllstandssensors er­ mittelt werden soll. Aus der Geometrie der Materialien ist der Wert der Zusatzkapazität 7 bekannt und steht in der Auswerteschaltung 28 als ein Vergleichswert zur Verfügung. Liegt ein Beschlag oder ein Vereisen eines Teilbereiches des Füllstandssensors vor, wird dieser bevorzugt in dessen oberem Bereich auftreten, da davon ausgegangen wird, dass der untere Bereich oberhalb der Unterkante 6 stets von Fluid umgeben bleibt; daher tritt eine hohe Zusatzkapazität auf, welche die Referenz-Zusatzkapazität erheblich übersteigt. Die Abwei­ chung des tatsächlich gemessenen Wertes der Zusatzkapazität, die sich aufgrund des Be­ schlagens bzw. des Vereisens eines oberen Teilbereiches am Füllstandssensor ergibt, kann mit dem in der Auswerteschaltung 28 abgespeicherten Referenzwert für die Zusatzkapazi­ tät, der auf der Kapazitätsbestimmung in Luft bzw. für das den Sensor umgebende Medium bestimmt wurde, verglichen werden. Damit steht ein Plausibilitätskriterium zur Verfügung, welches eine Aussage über den Fehlerfall Beschlag/Vereisung zulässt, d. h., wenn aus ei­ nem Vergleich des Wertes der Zusatzkapazität in einem Referenzzustand, d. h. von Luft oder von Medium umgeben mit einem tatsächlich sich aufgrund eines Fehlers, wie z. B. der Beschlagbildung oder einer Vereisung sich einstellender Maximal- Zusatzkapazitätswert vorliegt, der den Referenzwert bei weitem übersteigt.According to the method proposed by the invention by switching the evaluation device 28 in a next step, the capacitance between the individual electrodes 8 , 9 of the first pair of electrons 7 and in a further process step according to the proposed method by means of the evaluation circuit 28, the capacitance between the third individual electrode 19 and of the fourth individual electrode 20 of the second pair of electrodes 18 is measured. Accordingly, the total capacitance of each side of the carrier substrate 1 , ie on the first side surface 2 and the second side surface 3, is determined in this method step. An additional capacitance results from a difference between the determined total capacity on the first side surface 2 and the second side surface 3 . The additional capacity can be determined from the height difference 25 with respect to the construction heights 23 and 24 of the individual electrodes of the first pair of electrodes 7 and the second pair of electrodes 18 . The additional capacity corresponding to the height difference is that which corresponds to a maximum capacity in air or in the medium, the fill level of which is to be determined by means of the capacitive fill level sensor proposed according to the invention. The value of the additional capacitance 7 is known from the geometry of the materials and is available in the evaluation circuit 28 as a comparison value. If there is fogging or icing of a partial area of the level sensor, this will preferably occur in its upper area, since it is assumed that the lower area above the lower edge 6 always remains surrounded by fluid; therefore there is a high additional capacity, which significantly exceeds the reference additional capacity. The deviation of the actually measured value of the additional capacity, which results due to the loading or icing of an upper portion of the level sensor, can be done with the reference value stored in the evaluation circuit 28 for the additional capacity, based on the capacity determination in air or for the medium surrounding the sensor was determined, are compared. A plausibility criterion is thus available which allows a statement to be made about the fogging / icing fault, ie if, from a comparison of the value of the additional capacity, in a reference state, ie surrounded by air or medium, with an actual fault due to a fault, such as e.g. , B. the formation of fogging or icing is the maximum additional capacity value that far exceeds the reference value.

Im Normalbetrieb, d. h. einer Füllstandsmessung mittels des kapazitiven Füllstandssensors werden durch die Auswerteschaltung 28 die sich am Trägersubstrat 1 gegenüberliegenden erste der dritten Einzelelektrode 19, angedeutet durch Bezugszeichen 29 bzw. die erste Einzelelektrode 8 und die vierte Einzelelektrode 20 - ebenfalls angedeutet durch den Kurz­ schluss bei Bezugszeichen 29 - miteinander kurzgeschlossen.In normal operation, that is to say a level measurement by means of the capacitive level sensor, the evaluation circuit 28 indicates the first of the third individual electrodes 19 opposite one another on the carrier substrate 1 , indicated by reference symbol 29 or the first individual electrode 8 and the fourth individual electrode 20 - likewise indicated by the short circuit Reference numeral 29 - shorted together.

Es sei noch erwähnt, dass bei Ausführung des ersten Elektrodenpaares 7 bzw. des zweiten Elektrodenpaares 18 in gleicher Bauhöhe 23 bzw. 24 ein Streufeldbereich 26, wie in Fig. 2 dargestellt, nicht entsteht und eine Beschlagwarnung aufgrund des Fehlens einer durch die Höhendifferenz zwischen den Elektrodenpaaren sich einstellenden Zusatzkapazität nicht ausgegeben wird. Die Einzelelektroden 8 bzw. 9 des ersten Elektrodenpaares 7 bzw. der Einzelelektroden 19 und 20 des zweiten Elektrodenpaares 18 in gleicher Bauhöhe ge­ stattet jedoch eine Verbesserung der Absolut-Messgenauigkeit, da der Streufeldbereich 26, wie in Fig. 2 dargestellt, bei einer Ausführung der Elektrodenpaare 7 bzw. 18 in gleicher Bauhöhe zu Null würde.It should also be mentioned that when the first pair of electrodes 7 or the second pair of electrodes 18 are made at the same height 23 or 24, a stray field region 26 , as shown in FIG. 2, does not arise and a fogging warning due to the lack of a difference in height between the Electrode pairs resulting additional capacity is not output. The individual electrodes 8 and 9 of the first pair of electrodes 7 and the individual electrodes 19 and 20 of the second pair of electrodes 18 in the same overall height, however, provide an improvement in the absolute measurement accuracy, since the stray field region 26 , as shown in FIG Electrode pairs 7 and 18 in the same height would be zero.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung lässt sich eine zeitintensive Messung der parasitären Kapazitäten vor dem Einbau und die Annahme einer konstanten parasitären Trägerkapazi­ tät des Trägersubstrates 1 umgehen. Die Annahme einer konstanten parasitären Trägersub­ strats-Kapazität hat sich als nicht haltbar erwiesen, da sich die parasitäre Kapazität des Trägersubstrates 1 alterungsabhängig ändert. Die Bewertung der Kapazitätsänderung über Temperatur und eine rechnerische Kompensation derselben, erfasst jedoch diese Altersdrift nicht. Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren, insbesondere bei Ausführung der Einzelelektroden 8 bzw. 9 des ersten Elektrodenpaares 7 in einer unterschiedlichen Bauhöhe 23 zu den Einzelelektroden 19 bzw. 20 des zweiten Elektrodenpaares 18 in einer weiteren Bauhöhe 24 lässt sich insbesondere eine Plausibilität des Messsignals hinsichtlich des Auftretens von Beschlagbildung bzw. von Vereisen durchführen, so dass mit dem vor­ liegenden Verfahren, z. B. bei der Anwendung an Verbrennungskraftmaschinen eine un­ dichte Zylinderkopfdichtung erkannt werden könnte, welche einen Eintritt von Wasser­ tröpfchen in die Ölwanne verursacht, was durch eine erhebliche Erhöhung der Zusatzkapa­ zität zuverlässig detektiert werden kann. With the solution according to the invention, a time-consuming measurement of the parasitic capacitances before installation and the assumption of a constant parasitic carrier capacitance of the carrier substrate 1 can be avoided. The assumption of a constant parasitic carrier substrate capacity has proven to be unsustainable since the parasitic capacitance of the carrier substrate 1 changes as a function of age. However, the assessment of the change in capacity via temperature and a mathematical compensation of the same does not record this age drift. With the method proposed according to the invention, in particular when the individual electrodes 8 or 9 of the first pair of electrodes 7 are designed in a different overall height 23 than the individual electrodes 19 or 20 of the second pair of electrodes 18 in a further overall height 24 , a plausibility of the measurement signal with regard to the occurrence can be achieved of fogging or freezing so that with the existing method, for. B. when used on internal combustion engines an untight cylinder head gasket could be detected, which causes droplets of water to enter the oil pan, which can be reliably detected by a considerable increase in the additional capacity.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Trägersubstrat
carrier substrate

22

erste Seitenfläche
first side surface

33

zweite Seitenfläche
second side surface

44

Längskante
longitudinal edge

55

Oberkante
top edge

66

Unterkante
lower edge

77

erstes Elektrodenpaar
first pair of electrodes

88th

erste Einzelelektrode
first single electrode

99

zweite Einzelelektrode
second single electrode

1010

Anschluss erste Einzelelektrode
Connection of the first single electrode

1111

Anschluss zweite Einzelelektrode
Connection of a second single electrode

1212

Zinken erste Einzelelektrode
Tine first single electrode

1313

Zinken zweite Einzelelektrode
Tine second single electrode

1414

Kammanordnung
comb arrangement

1515

Längsleiter
longitudinal conductor

1616

Höhenabstand
height distance

1717

Seitenabstand
lateral distance

1818

zweites Elektrodenpaar
second pair of electrodes

1919

dritte Einzelelektrode
third single electrode

2020

vierte Einzelelektrode
fourth single electrode

2121

Anschluss dritte Einzelelektrode
Connection of third single electrode

2222

Anschluss vierte Einzelelektrode
Fourth single electrode connection

2323

Höhe erstes Elektrodenpaar
Height of first pair of electrodes

2424

Höhe zweites Elektrodenpaar
Height of the second pair of electrodes

2525

Höhendifferenz Δ
Height difference Δ

2626

Streufeldbereich
Stray field area

2727

Materialstärke Substrat
Material thickness substrate

2828

Auswerteschaltung
evaluation

2929

Kurzschluss im Normalbetrieb
Short circuit in normal operation

3030

Kurzschluss pro Seitenfläche Short circuit per side surface

22

, .

33

Claims (8)

1. Verfahren zur Ermittlung eines Beschlagens oder eines Vereisens von füllständemes­ senden kapazitiven Füllstandssensoren mit nachfolgenden Verfahrensschritten:
  • - an Seitenflächen (2, 3) eines Trägersubstrates (1) aufgenommene Einzelelektro­ den (8, 9; 19, 20) werden paarweise kurzgeschlossen;
  • - anhand einer Messung der Kapazität zwischen den Seitenflächen (2, 3) wird die Kapazität des Trägersubstrates (1) ermittelt,
  • - es erfolgt die Messung der Kapazität zwischen den Einzelelektroden (8, 9; 19, 20) eines ersten Elektrodenpaares (7) auf der ersten Seitenfläche (2) und die Messung der Kapazität zwischen den Einzelelektroden (8, 9; 19, 20) eines zwei­ ten Elektrodenpaares (18) auf der zweiten Seitenfläche (3) des Trägersubstra­ tes (1) einzeln,
  • - durch Differenzbildung der Kapazitäten der Seitenflächen (2, 3) wird eine einer Höhendifferenz Δ (25) entsprechende Zusatzkapazität ermittelt, welche einer maximalen Kapazität in Luft oder in dem Medium, dessen Füllstand zu detektie­ ren ist, entspricht, und diese einem Vergleich mit einem tatsächlich gemessenen Wert der Zusatzkapazität unterzogen.
1. Method for determining fogging or icing of level transmit capacitive level sensors with the following method steps:
  • - On side surfaces ( 2 , 3 ) of a carrier substrate ( 1 ) recorded individual electrodes ( 8 , 9 ; 19 , 20 ) are short-circuited in pairs;
  • the capacitance of the carrier substrate ( 1 ) is determined on the basis of a measurement of the capacitance between the side surfaces ( 2 , 3 ),
  • - The capacitance between the individual electrodes ( 8 , 9 ; 19 , 20 ) of a first pair of electrodes ( 7 ) is measured on the first side surface ( 2 ) and the capacitance between the individual electrodes ( 8 , 9 ; 19 , 20 ) is measured two pairs of electrodes ( 18 ) on the second side surface ( 3 ) of the carrier substrate ( 1 ) individually,
  • - By forming the difference in the capacities of the side surfaces ( 2 , 3 ), a height difference Δ ( 25 ) corresponding additional capacity is determined, which corresponds to a maximum capacity in air or in the medium, the level of which is to be detected, and this is compared with a subjected to the actually measured value of the additional capacity.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Auswerte­ schaltung (28) die Einzelelektroden (8, 9; 19, 20) an der ersten und zweiten Seitenflä­ che (2, 3) des Trägersubstrates (1) kurzgeschlossen werden, wodurch an der ersten und der zweiten Seitenfläche (2, 3) des Trägersubstrates (1) Einzelelektroden gebildet wer­ den.2. The method according to claim 1, characterized in that by means of an evaluation circuit ( 28 ), the individual electrodes ( 8 , 9 ; 19 , 20 ) on the first and second Seitenflä surface ( 2 , 3 ) of the carrier substrate ( 1 ) are short-circuited, whereby Individual electrodes are formed on the first and second side surfaces ( 2 , 3 ) of the carrier substrate ( 1 ). 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Füllstands­ messung jeweils eine Einzelelektrode (8, 9) des ersten Elektrodenpaares (7) an der er­ sten Seitenfläche (2) mit einer Einzelelektrode (19, 20) des zweiten Elektrodenpaares (18) an der zweiten Seitenfläche (3) des Trägersubstrates (1) kurzgeschlossen ist.3. The method according to claim 1, characterized in that during the level measurement in each case a single electrode ( 8 , 9 ) of the first pair of electrodes ( 7 ) on the first side surface ( 2 ) with a single electrode ( 19 , 20 ) of the second pair of electrodes ( 18 ) is short-circuited on the second side surface ( 3 ) of the carrier substrate ( 1 ). 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei unterschiedlicher Bauhöhe (23, 24) der Einzelelektroden (8, 9; 19, 20) und der Elektrodenpaare (7, 18) ein Streufeldbereich (26) auf den Flächen (2, 3) des Trägersubstrates (1) auftritt. 4. The method according to claim 1, characterized in that with a different overall height ( 23 , 24 ) of the individual electrodes ( 8 , 9 ; 19 , 20 ) and the electrode pairs ( 7 , 18 ), a stray field region ( 26 ) on the surfaces ( 2 , 3 ) of the carrier substrate ( 1 ) occurs. 5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Seitenfläche (2) die Kapazität zwischen den Einzelelektroden (8, 9) des ersten Elektrodenpaares (7) und an der zweiten Seitenfläche (3) die Kapazität zwischen den Einzelelektroden (19, 20) des zweiten Elektrodenpaares (18) an den Seiten des Trägersubstrates (1) jeweils einzeln gemessen wird.5. The method according to claim 4, characterized in that on the first side surface ( 2 ) the capacitance between the individual electrodes ( 8 , 9 ) of the first pair of electrodes ( 7 ) and on the second side surface ( 3 ) the capacitance between the individual electrodes ( 19 , 20 ) of the second pair of electrodes ( 18 ) is measured individually on the sides of the carrier substrate ( 1 ). 6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllstandsmessung zwischen der ersten Einzelelektrode (8) und der dritten Einzelelektrode (19) erfolgt und die zweite Einzelelektrode (9) mit der vierten Einzelelektrode (20) im Normalbe­ trieb kurzgeschlossen ist.6. The method according to claim 4, characterized in that a level measurement between the first individual electrode ( 8 ) and the third individual electrode ( 19 ) is carried out and the second individual electrode ( 9 ) with the fourth individual electrode ( 20 ) is short-circuited in normal operation. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem oder mehrerer der An­ sprüche 1 bis 6, die jeweils Einzelelektroden (8, 9; 19, 20) enthält, die an den Seiten­ flächen (2, 3) des Trägersubstrates (1) angeordnet sind und mittels einer Auswerte­ schaltung (28) zu einem ersten Elektrodenpaar (7) bzw. einem zweiten Elektroden­ paar (18) verschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelelektroden (8, 9; 19, 20) auf den Seitenflächen (2, 3) des Trägersubstrates (1) pro Seitenfläche (2, 3) unterschiedliche Bauhöhen (23, 24) aufweisen.7. Device for performing the method according to one or more of claims 1 to 6, each containing individual electrodes ( 8 , 9 ; 19 , 20 ), the surfaces on the sides (2, 3) of the carrier substrate ( 1 ) are arranged and can be connected by means of an evaluation circuit ( 28 ) to a first pair of electrodes ( 7 ) or a second pair of electrodes ( 18 ), characterized in that the individual electrodes ( 8 , 9 ; 19 , 20 ) on the side surfaces ( 2 , 3 ) of the Carrier substrates ( 1 ) have different heights ( 23 , 24 ) per side surface ( 2 , 3 ). 8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelelektro­ den (8, 9) des ersten Elektrodenpaares (7) auf der ersten Seitenfläche (2) des Träger­ substrates (1) und die Einzelelektroden (19, 20) des zweiten Elektrodenpaares (18) der zweiten Seitenfläche (3) des Trägersubstrates (1) kurzschließbar und einander an der ersten und der zweiten Seitenfläche (2, 3) des Trägersubstrates (1) gegenüberliegende Einzelelektroden (8, 9; 19, 20) des ersten und des zweiten Elektrodenpaares (7, 8) kurzschließbar sind.8. The device according to claim 7, characterized in that the individual electrodes ( 8 , 9 ) of the first pair of electrodes ( 7 ) on the first side surface ( 2 ) of the carrier substrate ( 1 ) and the individual electrodes ( 19 , 20 ) of the second pair of electrodes ( 18 ) the second side surface ( 3 ) of the carrier substrate ( 1 ) can be short-circuited and individual electrodes ( 8 , 9 ; 19 , 20 ) of the first and second pair of electrodes opposite one another on the first and second side surfaces ( 2 , 3 ) of the carrier substrate ( 1 ) ( 7 , 8 ) can be short-circuited.
DE2001161918 2001-12-17 2001-12-17 Method for operating a level sensor and level sensor Expired - Fee Related DE10161918C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001161918 DE10161918C2 (en) 2001-12-17 2001-12-17 Method for operating a level sensor and level sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001161918 DE10161918C2 (en) 2001-12-17 2001-12-17 Method for operating a level sensor and level sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10161918A1 DE10161918A1 (en) 2003-06-26
DE10161918C2 true DE10161918C2 (en) 2003-10-23

Family

ID=7709510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001161918 Expired - Fee Related DE10161918C2 (en) 2001-12-17 2001-12-17 Method for operating a level sensor and level sensor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10161918C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10360554A1 (en) * 2003-12-22 2005-07-14 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Dishwasher with a system for level detection

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20030219A1 (en) * 2003-03-25 2004-09-26 Eltek Spa DEVICE FOR DETECTION OF PHYSICAL VARIABLES OF A FLUID,
DE102004008125A1 (en) * 2004-02-18 2005-09-01 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Method and device for capacitive level determination
CN102713536B (en) 2011-01-14 2015-01-14 丰田自动车株式会社 Fluid state detection sensor
CN116759683A (en) * 2023-08-24 2023-09-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 Battery monomer, electrolyte liquid level height testing method, battery and power utilization device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2221741A1 (en) * 1971-05-06 1972-11-23 Hartmann & Braun Ag Device for capacitive measurement of the local position of separating layers between two adjacent media
DE4025400C1 (en) * 1990-08-10 1992-04-09 Vega Grieshaber Gmbh & Co, 7620 Wolfach, De
DE4037927A1 (en) * 1990-11-26 1992-05-27 Siemens Ag Stepwise level measurement arrangement - uses simple circuit contg. groups of capacitors with subgroups of parallel capacitors and digital comparison unit
DE19713267A1 (en) * 1997-01-28 1998-07-30 Abb Research Ltd Method for determining the dielectric constant and / or the conductivity of at least one medium and device for carrying out the method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2221741A1 (en) * 1971-05-06 1972-11-23 Hartmann & Braun Ag Device for capacitive measurement of the local position of separating layers between two adjacent media
DE4025400C1 (en) * 1990-08-10 1992-04-09 Vega Grieshaber Gmbh & Co, 7620 Wolfach, De
DE4037927A1 (en) * 1990-11-26 1992-05-27 Siemens Ag Stepwise level measurement arrangement - uses simple circuit contg. groups of capacitors with subgroups of parallel capacitors and digital comparison unit
DE19713267A1 (en) * 1997-01-28 1998-07-30 Abb Research Ltd Method for determining the dielectric constant and / or the conductivity of at least one medium and device for carrying out the method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10360554A1 (en) * 2003-12-22 2005-07-14 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Dishwasher with a system for level detection

Also Published As

Publication number Publication date
DE10161918A1 (en) 2003-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1204848B1 (en) Method for measuring level and level sensor
EP1573280B1 (en) Device and method for measuring capacitance and device for determining the level of a liquid using one such device
EP0824671B1 (en) Capacitive level sensor
DE102010029645B4 (en) Micromechanical component having a test structure for determining the layer thickness of a spacer layer and method for producing such a test structure
EP0451701B1 (en) Method for contactless measuring of electrical resistance of a material to be examined
DE102009002662B4 (en) Capacitive pressure sensor as a combination sensor for recording other measured variables
EP1798553B1 (en) Method and sensor device for monitoring the quality of lubricating oil or hydraulic oil
DE102014006695A1 (en) Level sensor for level measurement and method for determining the level of a liquid
DE10256064B4 (en) Method and device for determining the water content and conductivity in soils and bulk materials
WO2013029915A1 (en) Contactless capacitive distance sensor
DE102010060465A1 (en) Method for calibrating a conductivity cell
DE19713267A1 (en) Method for determining the dielectric constant and / or the conductivity of at least one medium and device for carrying out the method
DE10161918C2 (en) Method for operating a level sensor and level sensor
DE10259820B4 (en) DNA chip
EP3421950A1 (en) Flow sensor, method and flow meter for determining velocities of phases of a multi-phase medium
DE112011104716B4 (en) Liquid state detection sensor
DE10063557B4 (en) Method and device for measuring water levels
DE102017115516A1 (en) Capacitive level gauge
DE102007002593A1 (en) Measuring device for determining and/or monitoring process variable e.g. temperature, of medium e.g. liquid, has resistor line and electrode line consecutively aligned such that condenser is made by electrode line and resistor line
EP3532831B1 (en) Sensor element for determining particles in a fluid medium
EP3163263B1 (en) Level meter and fluid container assembly
DE3822164A1 (en) Heat flow sensor
EP3665447B1 (en) Device and method for capacitively measuring a fill level of a filling medium
EP1485710B1 (en) Device and method for detecting characteristics of liquids
DE102022104249A1 (en) Process and device for monitoring the fill level of a medium in a container

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee